2018 Fiscal Year Research-status Report
分子認識化学を基盤としたキラルマススペクトロメトリーによる定量的キラリティー検出
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18K05095
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
靜間 基博 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究室長 (40416318)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | キラリティー / 質量分析 / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では高感度分析法である質量分析のみでキラル分析を達成する。そのために質量分析で観測可能な種々の分子認識システムを構築する必要がある。
本年度はアミノ酸およびカルボン酸を分析するためのキラルホスト系として金属錯体を選択し、そのために種々のキラル配位子をアミノ酸を原料として合成した。また、キラル二級アミン（アンモニウムイオン）に対しても有効であった非環状ポリエーテル型ホストのバインディングサイトを拡張したものも合成した。
合成したキラル配位子を有する銅(II)錯体を調製し、その種々のアミノ酸に対するキラル識別能をエレクトロスプレーイオン化質量分析で評価した結果、立体的にかさだかいアミノ酸類に対して良好なキラル識別能を示した。このキラル識別能は溶液系で見積もられたキラル識別能と良い一致を示しており、溶液中の分子認識挙動が観測できていることを示唆した。また、多数のアミノ酸を混合した系でも、サプレッションなどのマトリクス効果の影響をほとんど受けることなく同時にアミノ酸の光学純度決定を行えることがわかった。特にナノスプレーを活用することで感度良く分析できた。一方、非環状ポリエーテル型ホストでは高速原子衝撃質量分析で二級キラル有機アミン（アンモニウムイオン）類に対して良好なキラル識別能を有することが見出された。キラルホスト分子の構造にフレキシビリティーを付与することでこれまで困難であった二級キラルアミンのエナンチオマー認識の質量分析のみでの検出を達成することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度予定していたキラルホストの合成はキラル金属錯体系、および、ポリエーテル系については目的を達成し、その安定同位体標識物の合成も行うことができた。また、エレクトロスプレーイオン化や高速原子衝撃などの異なるイオン化法それぞれに適した分子認識系があることも見出すことができた。溶液中での錯構造も一部明らかにでき、キラル識別機構を推察することもできた。一方で、中性キラル分子をターゲットとした分子認識系をピラーアレーンで構築するまでには至らなかったので今後の課題と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は現在の進捗状況が順調であるので、概ね当初計画どおりに進める。
アミノ酸およびカルボン酸に対して良好なキラル識別能を示し、その光学純度決定に活用できることがわかったキラル金属錯体の系では高精度で分析できる条件を検討する。二級アミン類に有効であったポリエーテル類はその同位体標識エナンチオマーを合成し、光学純度評価法へと発展させる。中性キラル分子認識のための分子認識系としてキラルピラーアレーンは候補化合物を複数合成し、そのキラル識別能を質量分析で評価し検証する。識別能が大きい系ではその錯構造を明らかにして、キラル識別機構を解明し、よりキラル識別能が高い化合物の分子設計に活用する。また、上記のすべての分子認識系でイオン化法として有用なものを調査する (ESI, FAB, MALDI)。
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| Causes of Carryover |
キラル金属錯体を用いた質量分析によるアミノ酸分析が当初計画よりも進展したため、重点的に進めた。そのため、当初計画で当該年度に行う予定のキラルピラーアレーン系の質量分析による中性キラル化合物分析に関する実験を次年度に行うこととした。それに伴い、次年度使用額が生じた。今年度のキラルピラーアレーン系の合成、分析等に係る物品費で使用する計画である。
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